食品中铅含量检测方法的进展研究

◎ 孔晓龙，张 芳

（郑州科技学院，河南 郑州 450064)

食品安全问题是关乎民生的问题，近年来，随着我国重工业的发展，废水、废气、废料的任意排放使周围环境中的重金属含量越来越高，对食品的污染也是越来越严重，会在人体内蓄积。铅对人体产生的毒害作用表现为头痛、头晕、失眠和消化系统症状，严重者会引起肝肾损伤或腹绞痛。铅在自然界中的分布十分广泛，且对人体有较大的危害性，因此对于食品中铅的测定有重要的研究意义[1]。本文对近年来食品中铅含量测定的常用方法进行总结阐述。

目前食品中铅的测定方法有火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、阳极溶出伏安法和生物化学技术等。

1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是根据光源辐射出待测特征谱线通过试样蒸汽时会被蒸汽中的待测元素吸收，由特征谱线减弱程度来判断待测元素的含量。具体分为石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法、氢化物-原子吸收光谱法。

1.1 石墨炉原子吸收光谱法

石墨炉原子吸收光谱法被广泛应用于食品中各种重金属含量的测定，包括铅、钙、锌、铁和钠等40多种元素[3]。在一定浓度范围内，样本吸光度值与铅的含量值成正比，检测铅标准品的吸光度，并与之对比可得到样品中的铅含量。石墨炉原子吸收光谱法是一种单一元素分析法，具有灵敏度高、检出限低等优势，是一种主要的重金属检测方法，试验中微小的误差都会引起最终分析结果的极大偏差。秦琴[4]利用石墨炉原子吸收法测定圆白菜中的铅、镉含量。样品经过前处理后，使用石墨炉测定样品中铅和镉的含量。该方法准确度高，适合进行精密检测，但是石墨炉试验仪器分析费用高昂。冯银凤等[5]利用石墨炉原子吸收光谱法测定成分复杂的样品，特别是对含盐分较高的样品中的铅，采用磷酸二氢铵溶液+硝酸溶液+抗坏血酸溶液作基体改进剂，升高反应温度，能提升检测效率，减少检测元素的损失。结果证明用磷酸二氢铵+硝酸+抗坏血酸混合液作基体改进剂能使样品的回收率提升15%以上，表明实验所用改进剂能提升实验精准度，优化实验，相对标准偏差为0.8%～1.7%。实验所用改进剂较为理想，适合推广使用，但石墨管容易受到样品残留的污染引起记忆效应，而空烧排除记忆效应会缩短石墨管的寿命。

1.2 火焰原子吸收光谱法

火焰原子吸收光谱法是利用在某一特定浓度下，铅的吸光度与铅的含量呈正相关关系，进而测定铅的含量。范文秀等[6]利用火焰原子吸收法检测了饲料中的铅、镉含量，该方法预处理方便，适合于连续的测定，方法灵敏、准确。但在某些情况下，当样品中为痕量铅时，其检测限往往很难达到检测要求，无法直接检测。采用火焰原子吸收光谱法检测铅，仪器操作相对简单，火焰检测质量稳定，重现性高。

1.3 氢化物-原子吸收光谱法

氢化物-原子吸收光谱法是利用铅元素与还原性物质体系作用，形成易挥发的氢化物，根据光源辐射出待测特征谱线，通过试样蒸汽时会被蒸汽中的待测元素吸收，由特征谱线减弱程度来判断待测元素的含量。该方法优势在于灵敏度高、干扰少，但加样操作对于检测结果影响大，需要专业人员操作。胡存杰[7]利用氢化物进行前处理，原子吸收光谱仪检测土壤中的铅，标准偏差为1.8%～4.5%。回收率为92%～97%。该方法方便快速，具有良好的准确度和精密度。

2 电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法用电感耦合等离子体质谱仪测定，以质荷比确定检测元素，采用外标法，以质谱信号与待测元素浓度的线性关系进行定量分析。该方法样品制备简便，分析时间短，简便快速，精密度和准确度好，灵敏度高，元素覆盖范围广，但是瞬态峰生成高精度（低相对标准偏差）数据不切实际。张维[8]采用电感耦合等离子体质谱法测定鱼虾中的铅、镉、汞和砷，样品经过微波消解后，铅的检出限为 0.000 5～0.005 0 mg·kg-1，回收率为83.6%～94.1%，该方法方便快捷，适用于实验室批量处理样品。

3 二硫腙比色法

二硫腙比色法是目前常用的测定铅含量的一种传统的测定方法，不需要昂贵的仪器，且具有较高的灵敏度，但由于其操作复杂，操作不当容易导致实验失败。科研工作者经过不断改良，对分液漏斗进行了再设计，解决了常规的脱铅不彻底、不均衡的问题，使试验的精度和试验的成功率得到了明显的改善[9]。目前，在检测食品中铅含量时，通常都是用鸡心瓶替代漏斗，这样可以安全保存，而且鸡心瓶的长度和瓶塞都是一样的，可以互换使用，在检查的过程中，不会有液体外泄，而且准确率很高。在日常检验中，主要使用二硫化比法来测定肉制品中的铅。吴悠[10]利用二硫腙比色法测定核桃多肽口服乳剂中锌含量，加标回收率良好。该法检出限低，适用于测定口服液中的铅。

4 溶出伏安法

伏安法分为阳极、阴极溶出伏安法，检测食品中的铅使用的是阳极伏安法。该方法原理是利用在一定电位下，使待测离子融入或析出电极，而后施加反电压，使电极上的金属氧化产生氧化电流，利用电流-电压曲线进行分析。阳极溶出伏安法测定是检测铅比较好的方法，段玉林[11]利用阳极溶出伏安法测定饮用水中镉、铅、铜、砷，方法检出限为0.000 04～0.001 00 mg·L-1， 加标回收率在98.10%～100.35%，表明该方法稳定、灵敏度高，能有效检测金属离子。张佛珍[12]利用该法测定化妆品粉中的铅，样品经过前处理后，得出该方法回收率在95%～98%，变异系数在2.5～3.5。杨笑梅等[13]利用伏安法测定人血中铅镉，该法相对标准差均小于5.2%，回收率为98.7%。说明该方法检出限低，适合用于食品中重金属的检测。

5 原子荧光法

原子荧光法是在酸性条件下，铅与硼氢化钾反应生成挥发性的PbH4，进入原子化器，然后通过空心阴极灯的照射，铅原子激发至高能态，瞬间又回到基态，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与铅含量成正比。PbH4中间产物的生成对于检测起决定性作用，溶液pH值影响铅含量的测定。唐文杰[14]利用液相色谱-原子荧光测定大米中的有机硒，该加标回收率大于75%，精密度在7.9%～15.5%，均满足方法的相关要求，该方法的检出限低，线性良好。孙仓[15]利用原子荧光光谱法测定水中总铅，优化了溶液酸度、铁氰化钾浓度等因素对于测定结果的影响，在最佳单因素条件下，0～50 μg·L-1内线性良好，对地表水、地下水、生活污水和工业废水中的总铅含量进行了检测。相关系数为0.999 9，检出限为0.07 μg·L-1，精密度为1.44%～7.27%，该方法不适合实验室进行批量样品的处理。

6 生物化学技术

6.1 生物传感器技术

随着生物科技的进步，一些具有选择性的多肽、冠醚等物质被发现或者合成出来，构建出多种Pb2+生物化学传感器。这类传感器的主要原理是离子诱导效应引起超分子荧光信号变化，具有灵敏高、选择性强的优点。SERAP[15]利用3-溴-4-羧基苯基合成了一个固定在PVC膜上和乙醇介质上的荧光传感器，对土壤中的铅进行检测，结果令人满意。MEHEBUB[16]利用溶剂敏感的香豆素衍生物与金纳米粒子偶联生成Pb2+生物传感器，偶联物的组合被当作重金属的传感工具，通过肉眼可见的颜色变化和荧光增强选择性地检测Pb2+，以此来检测自来水、饮用水、牛奶和尿液中的Pb2+。生物传感器具有反应速度快的优点，但在多种离子同时存在的情况下，会对结果产生干扰，因此无法推广使用。此技术发展时间较短，有较大发展空间。

6.2 分子信标核酸检测技术

分子信标技术是基于荧光能量共振转移技术设计一段与特定核酸互补的寡核苷酸探针，通过与核酸靶分子进行杂交后发出荧光，根据荧光强度的变化实现定性和定量分析[17-18]。王青[19]使用的荧光探针在检测到Pb2+时会产生明显的荧光信号，该探针可以在常温下使用，检测限低。

迄今为止，分子信标技术仅限于检测单元素，对于多种离子同时存在的情况还无法应对，该方面的研究具有一定的科研价值，研究力度在后续研究中有待加强，假如不能确定对于多离子共同存在的样品的影响，分子信标核酸检测技术难以运用实际检测中。后续需要加快对于脱氧核酶的研究，利用小分子酶类结构简单、制取方便的优点，发展分子信标技术。

7 结语

铅的检测方法有很多，应用最为普遍的包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、二硫腙比色法、溶出伏安法、原子荧光法和生物化学法等，不同的方法各有各的优缺点。其中原子吸收光谱法操作简单快速，精确度高，但仪器都比较昂贵。电感耦合等离子体质谱法污染小，准确度高，操作简单快速，但是仪器和操作费用较高，不利于展开推广，并且瞬态峰生成高精度（低相对标准偏差）数据不切实际。二硫腙比色法成本低，灵敏度较高，但是操作比较复杂，容易导致实验失败。溶出伏安法是一种高效的检测方法，且灵敏度高较为稳定，但需要较长时间进行预电解，不利于快速检测。该方法灵敏度高，准确性好，谱线比较简单，标准曲线范围广，方便进行检测。然而荧光会出现淬灭现象，不适合对于复杂样品进行测定。

目前，检测铅含量的方法有很多，但大多数都是按照国标方法进行检测，然而目前方法样品前处理烦琐，且没有快速检测方法。生物化学技术的发展带动了生物传感器技术和分子信标技术的发展，有着巨大的发展潜力。随着人们对于健康生活环境、健康饮食的重视，污染物的检测技术正在快速发展，研发污染物检测技术对环境检测、食品中的铅含量控制有着重要的理论意义和现实意义。